【正文】 減速機(jī)等需要進(jìn)口，使價(jià)格難以降低，所以機(jī)器人生產(chǎn)成本降不下來(lái)；我國(guó)焊接裝備水平與國(guó)外還存在很大差距，這一點(diǎn)也間接影響了國(guó)內(nèi)機(jī)器人的發(fā)展。對(duì)于機(jī)器人的最大用戶——汽車白車身生產(chǎn)廠來(lái)說(shuō)，目前幾乎所有的裝備都來(lái)從國(guó)外引進(jìn)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人幾乎找不到表演的舞臺(tái)。 我們應(yīng)該承認(rèn)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人無(wú)論從控制水平還是可靠性等方面與國(guó)外公司還存在一定的差距。國(guó)外工業(yè)機(jī)器人是個(gè)非常成熟的工業(yè)產(chǎn)品，經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷程，而且在實(shí)際生產(chǎn)中不斷地完善和提高，而我國(guó)則處于一種單件小批量的生產(chǎn)狀態(tài)。 國(guó)內(nèi)機(jī)器人生產(chǎn)廠家處于幼兒期，還需要政府政策和資金的支持。焊接機(jī)器人是個(gè)機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，單靠企業(yè)的自身能力是不夠的，需要政府對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)及使用國(guó)產(chǎn)機(jī)器人系統(tǒng)的企業(yè)給予一定的政策和資金支持，加速我國(guó)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人的發(fā)展。當(dāng)前焊接機(jī)器人的應(yīng)用迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。一方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，焊接機(jī)器人的價(jià)格不斷下降，性能不斷提升；另一方面，勞動(dòng)力成本不斷上升，我國(guó)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，需要提升加工手段，提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，這一切預(yù)示著機(jī)器人應(yīng)用及發(fā)展前景空間巨大。應(yīng)用焊接機(jī)器人的意義 焊接機(jī)器人之所以能夠占據(jù)整個(gè)工業(yè)機(jī)器人總量的40%以上，與焊接這個(gè)特殊的行業(yè)有關(guān)，焊接作為工業(yè)“裁縫”，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的加工手段，同時(shí)由于焊接煙塵、弧光、金屬飛濺的存在，焊接的工作環(huán)境又非常惡劣，焊接質(zhì)量的好壞對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起決定性的影響。歸納起來(lái)采用焊接機(jī)器人有下列主要意義： 1）穩(wěn)定和提高焊接質(zhì)量,保證其均一性。焊接參數(shù)如焊接電流、電壓、焊接速度及焊接干伸長(zhǎng)度等對(duì)焊接結(jié)果起決定作用。采用機(jī)器人焊接時(shí)對(duì)于每條焊縫的焊接參數(shù)都是恒定的，焊縫質(zhì)量受人的因素影響較小,降低了對(duì)工人操作技術(shù)的要求，因此焊接質(zhì)量是穩(wěn)定的。而人工焊接時(shí)，焊接速度、干伸長(zhǎng)等都是變化的，因此很難做到質(zhì)量的均一性。 2）改善了工人的勞動(dòng)條件。采用機(jī)器人焊接工人只是用來(lái)裝卸工件，遠(yuǎn)離了焊接弧光、煙霧和飛濺等，對(duì)于點(diǎn)焊來(lái)說(shuō)工人不再搬運(yùn)笨重的手工焊鉗，使工人從大強(qiáng)度的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。 3）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。機(jī)器人沒(méi)有疲勞，一天可24小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，另外隨著高速高效焊接技術(shù)的應(yīng)用，使用機(jī)器人焊接，效率提高的更加明顯。 4）產(chǎn)品周期明確，容易控制產(chǎn)品產(chǎn)量。機(jī)器人的生產(chǎn)節(jié)拍是固定的，因此安排生產(chǎn)計(jì)劃非常明確。 5）可縮短產(chǎn)品改型換代的周期,減小相應(yīng)的設(shè)備投資。可實(shí)現(xiàn)小批量產(chǎn)品的焊接自動(dòng)化。機(jī)器人與專機(jī)的最大區(qū)別就是他可以通過(guò)修改程序以適應(yīng)不同工件的生產(chǎn)。 焊接機(jī)器人的技術(shù)研究機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，當(dāng)前對(duì)機(jī)器人技術(shù)的研究十分活躍。從目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，焊接機(jī)器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤技術(shù)、離線編程與路徑規(guī)劃技術(shù)、多機(jī)器人協(xié)調(diào)控制技術(shù)、專用弧焊電源技術(shù)、焊接機(jī)器人系統(tǒng)仿真技術(shù)、機(jī)器人用焊接工藝方法、遙控焊接技術(shù)等方面。 焊縫跟蹤技術(shù)的研究焊接機(jī)器人施焊過(guò)程中，由于環(huán)境因素的影響，如：強(qiáng)弧光輻射、高溫、煙塵、飛濺、坡口狀況、加工誤差、夾具裝夾精度、表面狀態(tài)和工件熱變形等，實(shí)際焊接條件的變化往往會(huì)導(dǎo)致焊炬偏離焊縫，從而造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。焊縫跟蹤技術(shù)的研究就是根據(jù)焊接條件的變化要求弧焊機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出焊縫的偏差，并調(diào)整焊接路徑和焊接參數(shù)，保證焊接質(zhì)量的可靠性。焊縫跟蹤技術(shù)的研究以傳感器技術(shù)與控制理論方法為主， 其中傳感技術(shù)的研究又以電弧傳感器和光學(xué)傳感器為主。電弧傳感器是從焊接電弧自身直接提取焊縫位置偏差信號(hào)，實(shí)時(shí)性好，焊槍運(yùn)動(dòng)靈活，符合焊接過(guò)程低成本自動(dòng)化的要求，適用于熔化極焊接場(chǎng)合。電弧傳感的基本原理是利用焊炬與工件距離的變化而引起的焊接參數(shù)變化，來(lái)探測(cè)焊炬高度和左右偏差。電弧傳感器一般分為三類：并列雙絲電弧傳感器、擺動(dòng)電弧傳感器、旋轉(zhuǎn)式掃描電弧傳感器，其中旋轉(zhuǎn)電弧傳感器比前兩者的偏差檢測(cè)靈敏度高，控制性能較好。光學(xué)傳感器的種類很多，主要包括紅外、光電、激光、視覺(jué)、光譜和光纖式，光學(xué)傳感器的研究又以視覺(jué)傳感器為主，視覺(jué)傳感器所獲得的信息量大，結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理的最新技術(shù)，大大增強(qiáng)弧焊機(jī)器人的外部適應(yīng)能力。激光跟蹤傳感具有優(yōu)越的性能，成為最有前途、發(fā)展最快的焊接傳感器。另一方面，由于近代模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)以及應(yīng)用到焊接這個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)中使得焊縫跟蹤進(jìn)入了智能焊縫跟蹤的新時(shí)代。 離線編程與路徑規(guī)劃技術(shù)的研究機(jī)器人離線編程系統(tǒng)是機(jī)器人編程語(yǔ)言的拓廣，它利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的成果，建立起機(jī)器人及其工作環(huán)境的模型，利用一些規(guī)劃算法，通過(guò)對(duì)圖形的控制和操作，在不使用實(shí)際機(jī)器人的情況下進(jìn)行軌跡規(guī)劃，進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)器人程序。自動(dòng)編程技術(shù)的核心是焊接任務(wù)、焊接參數(shù)、焊接路徑和軌跡的規(guī)劃技術(shù)針對(duì)弧焊應(yīng)用，自動(dòng)編程技術(shù)可以表述為在編程各階段中，能夠輔助編程者完成獨(dú)立的、具有一定實(shí)施目的和結(jié)果的編程任務(wù)的技術(shù)，具有智能化程度高、編程質(zhì)量和效率高等特點(diǎn)。離線編程技術(shù)的理想目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)編程，即只需輸入工件的模型，離線編程系統(tǒng)中的專家系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)制定相應(yīng)的工藝過(guò)程并最終生成整個(gè)加工過(guò)程的機(jī)器人程序。目前，還不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)編程，自動(dòng)編程技術(shù)是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。多機(jī)器人系統(tǒng)是指為完成某一任務(wù)由若干個(gè)機(jī)器人通過(guò)合作與協(xié)調(diào)組合成一體的系統(tǒng)。它包含兩方面的內(nèi)容，即多機(jī)器人合作與多機(jī)器人協(xié)調(diào)。當(dāng)給定多機(jī)器人系統(tǒng)某項(xiàng)任務(wù)時(shí)首先面臨的問(wèn)題是如何組織多個(gè)機(jī)器人去完成任務(wù)，如何將總體任務(wù)分配給各個(gè)成員機(jī)器人，即機(jī)器人之間怎樣進(jìn)行有效地合作。當(dāng)以某種機(jī)制確定了各自任務(wù)與關(guān)系后，問(wèn)題變?yōu)槿绾伪３謾C(jī)器人間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)一致，即多機(jī)器人協(xié)調(diào)。對(duì)于由緊耦合子任務(wù)組成的復(fù)雜任務(wù)而言，協(xié)調(diào)問(wèn)題尤其突出。智能體技術(shù)是解決這一問(wèn)題的最有力的工具，多智能體系統(tǒng)是研究在一定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，各個(gè)分散的、相對(duì)獨(dú)立的智能子系統(tǒng)之間通過(guò)合作，共同完成一個(gè)或多個(gè)控制作業(yè)任務(wù)的技術(shù)。多機(jī)器人焊接的協(xié)調(diào)控制是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)問(wèn)題。機(jī)器人在研制、設(shè)計(jì)和試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常需要對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)性能分析以及軌跡規(guī)劃設(shè)計(jì)，而機(jī)器人又是多自由度、多連桿空間機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題十分復(fù)雜，計(jì)算難度很大。若將機(jī)械手作為仿真對(duì)象，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)ＣＡＤ 技術(shù)和機(jī)器人學(xué)理論在計(jì)算機(jī)中形成幾何圖形，并動(dòng)畫顯示，然后對(duì)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)正反解分析、操作臂控制以及實(shí)際工作環(huán)境中的障礙避讓和碰撞干涉等諸多問(wèn)題進(jìn)行模擬仿真，就可以解決研發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。 遙控焊接技術(shù)的研究遙控焊接是指人在離開現(xiàn)場(chǎng)的安全環(huán)境中對(duì)焊接設(shè)備和焊接過(guò)程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，從而完成完整的焊接工作。在核電站設(shè)備的維修、海洋工程建設(shè)以及未來(lái)的空間站建設(shè)中都要用到焊接，這些環(huán)境中的焊接工作不適合人類親臨現(xiàn)場(chǎng)，而目前的技術(shù)水平還不可能實(shí)現(xiàn)完全的自主焊接，因此需要采用遙控焊接技術(shù)。目前美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)對(duì)遙控焊接進(jìn)行了深入的研究，國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)也正在進(jìn)行這方面的研究。 TCP（tool center point工具中心點(diǎn)）自動(dòng)校零技術(shù)的研究 焊接機(jī)器人